JPH08508798A - 軽量金属のトラスおよびフレームシステム - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 軽量金属建築システムは、ビーム（２）の形成から始められる。このビームは、１片の冷間成形金属薄板又は他の金属薄板を４つのラインに沿って長手方向に曲げて、頂点から並列に延びる２つの翼部（４，６）を有する三角形の断面を形成することにより作られる。ビームの端部を変形して、２つのビームを互いに連結するか又はビームを他の建設資材に連結するために使用されるジョイントを形成することができる。ビームを他のビーム又は他の建設資材に取り付けるために、薄鋼板又は他の金属のストリップからなるブラケット（２０）がビーム又は他の建設資材の外面に適合するように曲げられて使用される。ジョイントおよびブラケットをビームおよび建設資材に固定するために留め具（４０）が使用される。

Description

【発明の詳細な説明】 軽量金属のトラスおよびフレームシステム この出願は、１９９３年３月３１日付で出願された同時係属出願第０８／０４ ０,４９４号の一部継続出願である１９９３年６月２５日付で出願された同時係 属出願第０８／０８２,９８９号の一部継続出願である。 背景技術 近年、環境保護のために樹木の伐採が制限された結果、木材の値段が劇的に上 がっている。ここ数年だけでも、木材の値段は２倍以上になっている。この値上 がりは、主に新しい住宅用建物の値段に影響を与え、新しい住宅を建設して適当 な価格で販売するのが一層困難になっている。これは、新たな住宅供給を減少さ せ、建設業における失業者数を増加させている。 値段の高い木材による費用の増加に加えて、他の幾つかの理由のために、新し い建物の支持構造の重要な部分について木材に代わり得るものを明らかにするこ とが望ましい。その理由は、虫害や腐朽に対する木材の弱点および木材の重量に 関するものである。 住宅用および商業用の建設業において、プレハブの屋根や床のトラスおよびフ レームセグメントが良く知られている。これらのトラスは、最も一般的には、鋼 製ガセットによって互いに接合されたツー・バイ・フォー・ス タッドによって作られ、フレームセグメントは、しばしば互いにくぎ付けされる 。プレハブの屋根のトラスは、その上に屋根ぶき材を配置できるように、建造物 のフレームの頂部に持ち上げられ、そこに取り付けられる。プレハブの床のトラ スは、その上に合板およびフローリングを配置して取り付けることができるよう に、建造物のフレームの基体又は下方部分に取り付けられる。建造物のプレハブ 構成材は建設工程における時間を実質的に削減し、これは、ある地域の気候によ り建設に適した窓を限られた時間で取り付けなければならない場合に重要なこと になり得る。一般に、時間の削減はコストの削減になる。それでもなお、木材の 著しい値上がりは、これらのプレハブのトラスおよびフレームでさえ、代替物を 探し求めるほど高価なものにしている。 米国特許出願第０７／５１８５５４号（１９９０年５月３日に出願）および第 ０７／６７４５４９号（１９９１年３月２２日に出願）に基づくＰＣＴ出願の公 開番号ＷＯ９１１７３２８に記載されているように、Ｎａｖｏｎによって軽量鋼 ビームが開発されている。この構造のビームは、２つの支承部（上部および底部 ）がＣ形であり、ウェブおよびフランジ部が中央で溶接され且つ外側に曲げられ て三角形のフランジを形成する２片の薄鋼板からなる、４片構造のＩビームであ る。図１はこのビームの断面を示しており、「従来技術」と表示している。これ らの三角形のフランジは、Ｃ形の支承部の内側に溶 接されてＩビームを形成する。２つのビームは、ウェブの外面にボルト締め又は 溶接された平形又は山形のガセットによって互いに接合される。 Ｎａｖｏｎのビームは、従来の鋼製ビームよりも５０％以上も軽く、また建造 物の組み立てに比較的使用し易く、従来の鋼製ビームを改良したものであるが、 簡単に組み立てられるものではない。各々のビームは４片からなり、これらは、 ビームの全長にわたって曲げられて互いに溶接されなければならず、製造工程に おいて幾つかの特殊な片の機械を必要とし、時間がかかる。さらに、ビーム自体 によって接合部の補強をしないで、単にウェブの外側にガセットをはり付けてい るだけであるので、２つのビーム間の接合部には横方向への過度の応力が加えら れる。 発明の概要 本発明の利点は、木製スタッドの代わりに建物に使用できる用途の多い軽量鋼 ビームシステムを提供することである。 さらに、本発明の利点は、種々の形状および角度で軽量鋼ビームを互いに容易 に取り付けることができる、屋根や床および他のタイプのトラスおよびフレーム を組み立てるシステムを提供することである。 また、本発明の他の利点は、木製および伝統的な金属の建設資材の両方の代替 物として、用途の多い軽量鋼ビームシステムを提供することである。 実施例では、屋根や床および他のタイプのトラスおよびフレームを組み立てる システムは、１片の冷間成形薄鋼板を４つのラインに沿って長手方向に曲げて、 頂点から並列に延びる２つの翼部を有する三角形の断面を形成することによって 、ビームを作ることから始められる。２つの翼部は、ビームが別のビーム又は他 のタイプの建設資材に連結されるまでは、別体の固定手段によって互いに固定さ れず分離可能になっている。長いビームを補強するために、翼部に切欠きを設け 、翼片を折り重ねるようにすることもできる。１つのビームを別のビームに所定 の角度で取り付けるために、ビームと同様の方法で構成されたブラケットを使用 することができる。このブラケットは、ビーム内又はビーム上に嵌め込まれる三 角形の断面の挿入部又はスリーブを有し、その寸法はブラケットの三角形部とビ ームの三角形部の相対的な寸法に依存する。１つの実施例では、ブラケットは、 取り付けられる複数のビームのうちの１つのビームの２つの翼部間に挿入される ガセットを提供する１つの拡張された翼部を備えた１つの三角形部を有し、ねじ 、ボルト又は他の固定手段によって固定される。ブラケットの三角形部は、第２ のビームの端部に挿入されるか又はその端部上に滑り込まれる。その寸法は、ブ ラケットの三角形部の寸法がビームの三角形部より小さいか又は大きいかに依存 する。他の実施例では、ブラケットは、三角形部の間に延びる１つの翼部を形成 するために２以上のエッジに 形成される三角形部を有する。この三角形部は、連結されて固定されるビームの 端部内に挿入されるか、その端部上に滑り込まれる。２つのビームの端部間を連 結するために、外側の寸法がビームの三角形部の内側の寸法よりわずかに小さい 三角形部からなる入れ子式取付具が使用され、連結される２つのビームの各々の ビームの端部にこの入れ子式取付具を挿入し、これらのビームと入れ子式取付具 を介して留め具を打ち込むようになっている。同様に、わずかに大きい寸法の三 角形部を接合具として使用して、連結されるビームの端部上を滑り込ませること もできる。組立て、即ち、接合、寸法決定、切断は、本発明による鋼トラスを組 み立てるためにビームの端部のアングルカット（山形カット）が不要であること を除いて、標準的な木製のトラス又はフレームの場合と同様である。ビームの端 部のアングルカットは、組込み式アングルを備えたブラケットを使用することに よって除去される。また、ビームおよび接合具を、骨組み用壁スタッド、ドアお よび窓の小口、モービルホームトラスを使用できる形状にすることもできる。 多数のビームを相互に連結するための幾つかの異なったブラケットを作るため 、ビームを木製スタッドに取り付けるため、あるいは、建設資材の他のビーム、 スタッド又は薄板を軽量金属建築システムで構成された支持構造から吊す手段を 提供するために、基本的なビームを変形したものを使用することができる。 ビームおよびブラケットを形成する薄鋼板は、特定の構造に必要な重量要求に 従って選択でき、最も一般的な建設用途では２４ゲージから８ゲージ鋼までの範 囲の材料を使用する。建造物の目的に応じて、他の金属（例えば、アルミニウム 又はチタン）や高強度プラスチックのような他の材料を使用することができる。 ツー・バイ・フォーのエッジに適合する幅の三角形部の基部に、壁板又は合板を 釘打ち又はねじ止めすることができる。他の建設資材の取り付けを容易にするた めに、木材、プラスチック又は他の材料も翼部間のビームに挿入することができ る。所望の連結を達成するために適当な穴に留め具を挿入するだけで済むように 、ビームおよびブラケットの翼部に予め穴をあけておくことができる。 図面の簡単な説明 添付図面と共に以下の本発明の実施例の詳細な説明を考慮することにより、本 発明を容易に理解できるであろう。図中、同様の参照符号は同様な部品を示して いる。 図１は従来の軽量鋼ビームの端面図である。 図２は本発明による軽量鋼ビームの端面図である。 図３はブラケットの第１の実施例の斜視図である。 図４は２つのビームを連結する図３のブラケットの側面図である。 図５はブラケットの第２の実施例の斜視図である。 図６は２つのビームを連結する図５のブラケットの側面図である。 図７は３つのビームを連結ためのブラケットの斜視図である。 図８は２つのビームの端部間を連結するブラケットの一部を切欠いた斜視図で ある。 図９は木製スタッドに取り付けるためのビーム部の斜視図である。 図１０は木製スタッドに取り付けるための他の実施例の斜視図である。 図１１は２つのビームを並列に連結するブラケットの側面図である。 図１２は２つのビームの一方を他方の上に連結するためのブラケットの側面図 である。 図１３は追加の支持体を提供するために変形したビームの斜視図である。 図１４はスタッドをビームから吊るすためのブラケットの側面図である。 図１５はビームの上方で建設資材を支持するためのブラケットの端面図である 。 図１６は２つのビームを平行な配置に連結するための接合具の斜視図である。 図１７は一方のビームを他方のビームに対して垂直な配置に連結するための第 １のジョイントの斜視図である。 図１８は一方のビームを他方のビームに対して垂直な配置に連結するための第 ２のジョイントの側面図である。 図１９は第２のジョイントの端面図である。 図２０はフレーム部の概略図である。 図２１は図２０の２１−２１線断面図である。 図２２は他の補強手段を備えたビームの斜視図である。 図２３は図２２の２３−２３線断面図である。 図２４は補強したビームの端面図である。 図２５は木製スタッドの取り替え用組立品の端面図である。 実施例の説明 本発明の軽量金属建築システムの構成材は、参照用のためにのみ、上部、底部 および側面を有するように描かれていることに留意すべきである。これらの名称 は、建築システムをそのような配置に使用する場合に制限するものではない。 図２に示されるように、基本的な軽量鋼ビーム２は、三角形部１０の頂点８か ら延びる一対の翼部４および６を備えた三角形の形状である。三角形部１０は、 冷間成形鋼の薄板を翼部４および６のエッジが略均等になるように４箇所で、即 ち、底部の角部１２および１４と肩部１６および１８で曲げることによって作ら れる。三角形部１０は、頂点８から基部に垂直に引いた線に対して対称である。 底部の角部１２および１４は、屈曲部において金属を弱めるのを避けるために、 わずかに丸みがつけられている。ビーム２には、溶接又は他の固定作業を行わず 、翼部４および６ははり付けられていない。ビームを互いに連結するための留め 具の挿入を容易にするため に、ビームに予め穴をあけておくことができる。 ２以上のビームを互いに連結するための第１のタイプのブラケットは、ビーム のために使用されるブラケットと同様の手順で形成される。図３および図５に示 すように、ブラケット２０および３０は、冷間成形鋼の薄板を曲げて薄板の少な くとも１つのエッジに三角形部を形成することによって作られる。図示されたブ ラケット２０では、ブラケットのエッジ２２および２４は、ビームの場合のよう に第２の翼部を形成しないで、それらの端部が三角形部の頂点２６又は２７に配 置するように内側に曲げられる。薄板は、エッジが所望の角度を有するように予 め切断される。この図では、薄鋼板の形状は台形である。ブラケットの三角形部 の寸法は、その三角形部がビームの三角形部内に密接に取り付けられるように、 ビームの三角形部の寸法よりもわずかに小さいのが好ましい。あるいは、ブラケ ットの三角形部をビームの三角形部よりも大きくして、ビームをブラケット内に 挿入するようにしてもよい。ビームの形成において作られる２つの翼部と異なり 、２つの三角形部２１および２３の間には、１つの翼部２５が延びている。これ により、ブラケットを単一の薄板から形成して、屈曲部の数を最少にし、製造を 簡単且つ経済的にすることができる。ブラケットの自体の締付けは不要であり、 ビームとブラケットを組み立てるときに留め具のみが用いられる。図４は、ブラ ケット２０と２つのビーム２および２’との組立品を示 している。留め具４０は、薄板ねじとして示されているが、溶接、リベット又は ボルトでもよい。組み立てを容易にするために、ブラケットに予め穴をあけてお くことができる。 図５は、屋根の先端を形成するブラケット３０、即ち、２つのビーム２および ２’を取り付けることによって同様の角度をなす構造を示している。示されてい る角度は比較的大きいが、実際に必要な角度になるようにブラケット３０を形成 することができる。ブラケット２０について上述したように、冷間成形鋼の薄板 は予め所望の角度に切断され、この場合は六角形を形成している。頂点３５には 切欠き部３３が設けられ、三角形部を互いに独立して形成できるようにしている 。三角形部３１および３１’は、アングルカットエッジ（山形エッジ）３２およ び３４に平行に３つの折り曲げ部を形成し、エッジが頂点３５に配置するように して形成される。三角形部３１および３１’の側面部は、ビームの三角形部の内 側の寸法よりわずかに小さくなっている。あるいは、接合されるビームの端部の 外側にブラケットが取り付けられるように、三角形部３１および３１’の寸法を ビームの外側の寸法より大きくすることもできる。ブラケット３０とビーム２お よび２’は、図６に示すように取り付けられ、それぞれのビームの翼部およびブ ラケットの単一の翼部３６に留め具が打ち込まれる。あるいは、他の連結方法と して、互いに溶接することもできる。所望の留め 具のために予め穴をあけておくことができる。 図７に示される形状のブラケットを用いて、３つのビームを互いに連結するこ とができる。金属薄板のエッジ４２および４４は、所望の角度に切断され、内側 に折り曲げられて三角形部４３および４５を形成する。また、エッジ４６も内側 に折り曲げられて三角形部４７を形成する。ブラケット３０の場合と同様に、そ れぞれの三角形部の間には切欠きが設けられている。連結されるビームの端部は 、適当な三角形部の上を滑り込み、上述したように固定される。金属薄板を予め 切断することによって、必要とされる場合に角度を変えることができる。 各々のビーム２および２’の端部に入れ子式接合ブラケットを挿入するか、あ るいはビームの端部を入れ子式接合具に挿入することによって、２つのビームの 端部間を互いに取り付けることができる。図８は前者のタイプの接合を示してい る。入れ子式接合ブラケット６２は、１片の薄板を長手方向の３つのラインに沿 って、ビームの三角形部１０の内側の寸法よりもわずかに小さい寸法に曲げるこ とによって形成された三角形の管からなる。あるいは、連結されるビームの端部 の上にブラケットが取り付けられるように、三角形の管の寸法をビームの三角形 部１０の外側の寸法より大きくすることもできる。最適な支持を提供するために 、ブラケット６２は三角形部１０内に密接に取り付けられるべきである。各々の ビーム２および２’を接合具６２に取り付けるために、留 め具５０又は溶接が使用される。図示されるように、接合具およびビームのそれ ぞれの翼部に留め具が打ち込まれる。ビームの端部が入れ子式の接合具に挿入さ れる場合には、接合具の三角形部の寸法は、ビームの外側の寸法よりわずかに大 きくなっている。 図９に示される接合具又はエンドジョイントは、ビームを木製スタッド（又は 他の建設資材）に直接取り付ける手段を提供するものである。三角形部６３はビ ーム自体か、あるいは、図８の実施例と同様にビームに嵌め込まれる接合具とな り得る。いずれの場合にも、三角形部６３は、図２のビームと同様の方法で形成 される。ビームの端部付近には、三角形部の下方の角部６５の各々に沿って長手 方向の切欠き部を設け、三角形部の基部のみを残すことによって、三角形部の一 部が切り離されている。これは、（三角形部の下方の角部に対応するエッジ６６ の湾曲部を除いて）略平坦な延長部６４を形成している。２×４スタッドのため に、延長部６４の端部は上方に曲げられ、切欠き部６６の位置と上方に曲げられ た端部６８との間に２インチの空間を形成している。２×４スタッドはこの空間 内にはめ込まれ、釘や木ねじのような留め具を使用してビームをスタッドに取り 付ける。延長部６４は、ビームと、この例では木製スタッドのような他の建設資 材とからなる複合構造のために、追加の支持および安定性を提供するものである 。この空間は、切欠き部６６と屈曲部６７の位置を調節することによっ て、どのような建設資材の取り付けにも適合させることができる。 図１０は図９のエンドジョイントの他の実施例を示している。この実施例は、 延長部を画定した後に三角形部７２を形成する点で図９の実施例と異なっている 。ステンレス鋼の平坦な薄板が、幅Ｌ１の２つの端部７３および７４と、（一点 鎖線によって折り曲げない状態で示される）三角形部７２の外側の幅にＬ１を加 えたものと等しい幅Ｌ２の中央部を有するように切断される。 三角形部７２の第１の角部７５となるラインに沿って端部から長手方向の切欠 き部を形成し、幅Ｌ３の延長部７６および７７を残す。金属薄板を長手方向のラ インに沿って折り曲げて角部７５を形成する。中央部を長手方向のラインに沿っ て再び折り曲げて角部７８を形成し、ライン７９で折り曲げてリップ８０を形成 する。エンドタブ８１および８２は、三角形部７２の端部に対向するように内側 に折り曲げられ、強度を高めるとともに、２×４スタッド又は他の建設資材の一 方の側への取付けのための手段を提供する。例として、（破線で示される）スタ ッド８４に木ねじで取り付けられるタブ８２を示している。スタッド８４は、タ ブ８２と、このタブ８２と平行になるように上方に曲げられた延長部の端部８６ との間の空間に取り付けられる。端部８６の外側からスタッド８４に留め具を打 ち込むこともできる。（他の構成材の場合のように、組み立てを容易にするため に薄板に 予め穴をあけておいてもよい。）延長部７６は、上方に曲げられた端部を有しな いように示されている。この形状では、延長部７６を介して上方に留め具を打ち 込むとともに、タブ８１を介して外側に留め具を打ち込むことによって、（図示 しない）木製スタッドへの取り付けを行うことができる。端部を上方に曲げない ことによって、大きいビーム又は他の大きい寸法の構造物、例えば、コンクリー トブロックのエッジに接合することができる。また、タブ８１と延長部７６との 組み合わせを曲げて、管や他の丸い表面に取り付けるための湾曲した接触面を形 成することもできる。図１０に示されるような形状のエンドジョイントは、三角 形ビームの強度が高く且つ製造が簡単であるという利点を有するとともに、他の 建造物の表面に適用するための融通性がある。 図１１に示されるブラケット９０は、薄鋼板のストリップから形成され、隣接 する２つのビームの連結に使用できる長さを有する。連結されるビームの外形お よび寸法と一致させるために、薄鋼板は、ブラケット９０の各端部で横方向に曲 げられる。ここで、両方のビーム９２および９４は同じ方向に向けられており、 基部９６および９７は下方に向いている。ブラケット９０の端部は、ビーム９２ および９３の側面部と一致させるために曲げられ、次に、ビームの翼部９８およ び９９を覆い包むように中央で下方に曲げられる。ブラケットおよび各々のビー ムの翼部には、留め具、ここでは小ねじ１００が打 ち込まれる。ブラケット９０の延長部９３を必要な長さだけ残し、連結される各 々のビームについてビームの上方の外形に一致するようにブラケットを曲げるこ とによって、ビームの側げたを連結することができる。例えば、ビーム９２およ び９４の間に第３のビームを取り付けなければならない場合には、第３のビーム の翼部と側面に一致させるように延長部９０の中央に横方向の３つの屈曲部を作 ればよい。 図１２に示されるブラケット１０２は、他方のビーム（１つのビームのみを示 している）の方に向いた翼部１０４を有する２つのビームを連結するために使用 される。上述したブラケットと同様に、ブラケット１０２は、薄鋼板のストリッ プを横方向に曲げることによって作られる。ブラケット１０２の端部１０６およ び１０７の各々は、ビーム１０３の側面部１０８および基部１０９を覆い、リッ プ１１０が側面部１１１の側で部分的に上方に延びるようにし、各端部１０６お よび１０７がビームを支持するようになっている。ブラケット１０２と翼部１０ ４の相対的な位置を固定するために、ブラケット１０２と翼部１０４に留め具１ １２、ここでは薄板ねじが打ち込まれる。２つの三角形部の間の延長部１０５は 、２つのビーム間に必要な長さにすることができる。 図１３には、長いビームを補強する手段が示されている。数メートルの長さの ビームがその中央に支持又は連結を有しない場合には、ビームの端部に加わる力 によっ てビームの中央に裂け目が生じ得る。この裂け目は、一方の翼部１１４の一部１ １２を切断して、他方の翼部１１６を覆うように曲げ、追加の留め具を設ける必 要なくこのような互いに翼部を保持する手段を提供することによって、軽減する ことができる。図１３に示されるように、この補強を容易にするために、翼部１ １４は翼部１１６より長くなっている。あるいは、翼部１１４および１１６が同 じ長さの場合には、部分１１２が折り曲げられるように翼部１１６に切欠きを設 けることもできる。 図２２および図２３は、長いビームを補強するための別の手段を示している。 ビームの両方の翼部２００および２０１を貫通する略Ｕ字形の切欠き部２０４を 設けて、舌部２０２を形成している。図２３に示されるように、各々の翼部から 形成された舌部２０２は、両方の切欠き部を介して互いに押圧され、翼部の外側 に折り返される。あるいは、内側の舌部（図示では右側の翼部の舌部）を切り離 して、図示されるように残りの舌部を反対側に曲げることもできる。切欠き部の 形状はＵ字形に制限されず、二つの翼部を互いに保持するために隣接する翼部内 に切欠きを介して曲げることができる一方の翼部に舌状の突出部を形成するどの ような切欠き部でもよい。 図２４はビームを長手方向に補強する第３の手段を示している。ここでは、三 角形部の側面部２１２と基部２１４に溝部２１０を形成して、曲げおよび裂け目 に対する強度を高めている。製造を容易にするために、薄板の 表面を押圧又は曲げることによって、三角形部自体を形成する前に溝部が形成さ れる。このように、波形の大きい薄板が形成され、次いで三角形のビームを作る ために必要とされる形状に切断する。 図１４は他のビームを含む木製スタッド１２０又は他のタイプの建設資材をビ ーム１２２から吊るすためのブラケット１１８を示している。ブラケット１１８ は、薄鋼板のストリップを横方向に５回曲げて、ビーム１２２の翼部１２６が嵌 め込まれる開放スロット１２４を含む略三角形の断面を上部に形成することによ って作られる。ブラケット１２２の２つの延長部１２８は、スタッド１２０とビ ーム１２２との間に適当な空間を確保するために必要なだけ長くしたり又は短く することができる。ブラケット１１８内にスタッド１２０を固定するために、ね じ１３０又は他の固定手段が使用される。スタッド１２０は、実際にビーム１２ ２によって吊るされる必要はなく、単にその上端部がビーム１２２およびブラケ ット１１８によって支持されるようにすることもできる。 図１５に示されるブラケット１３２は、空間１３４内の（図示しない）建設資 材を（図示しない）ビームに取り付けるために使用され、ビームの上部が、図１ ４に示されるビームと接合具との間の関係と同様に略三角形部１３６内に嵌め込 まれる。ブラケット１３２は、他のブラケットとほぼ同様の方法で形成される。 空間１３４は、木製スタッド又は他の材料を受け入れるために拡張する ことができ、図１４に示される場合と同様に、建設資材を接合具１３２に取り付 けるために延長部１３８に（図示しない）留め具を打ち込むことができる。 図１６に示されるエンドジョイント１４０は、１つのビームを第２のビームに 直接垂直に取り付けることができる別体の接合片又は全ビームの変形した端部か らなる。ここでは、別体の接合片として示されている。エンドジョイント１４は 、（図２に示すような）基本的なビームと同様の構成である。三角形部の下方の 角部１４２および１４３に沿って長手方向の切欠き部が設けられ、三角形部の上 方の翼部が取り除かれている。サイドフラップ１４４、１４５は、延長された基 部１４６から離れる方向にビームの側面と同じ角度に曲げられる。ここでは、点 線で示されるビーム１４８は、エンドジョイント１４０が取り付けられるビーム の折り返されるサイドフラップとそのビームの側面との間の関係を示している。 延長された基部１４６は、ビーム１４８の底部（基部）を支持するとともに、サ イドフラップ１４４および１４５はビーム１４８の側面部１５０に当接している 。エンドジョイント１４０をビーム１４８の側面部に垂直に固定するために、基 部１４６およびサイドフラップ１４４および１４５を介してビーム１４８に（図 示しない）留め具を打ち込むことができる。エンドジョイント１４０の反対側の 端部には、ビームは示されていないが、ビーム１４８に平行な別のビームにサイ ドフラップ１４４’，１ ４５’および基部延長部１４６が取り付けられるようになっている。 図１７に示されるエンドジョイントは、別体の接合具とするか、あるいはビー ムの端部に形成することができる。ここでは、エンドジョイントは、ビーム１５ ４に垂直に取り付けられるビーム１５２の端部に形成されるように示されている 。ジョイントを形成するために、基礎となるビームには、基部１５６の中央にビ ーム１５４の高さとほぼ等しい長さの長手方向の切欠き部１５８が設けられてい る。切欠き部の下部に隣接して、角部１５７が基部１５６から離れるように曲げ られ、ビーム１５４の断面に対応する三角形の開口部を形成し、フラップ１５３ がビーム１５４の側面１６１に当接している。 両方の翼部１６０を横切って横方向に第２の切欠き部１５９が設けられ、下方 の角部１６２は外側に曲げられて、ビーム１５４の断面に対応する三角形の開口 部を形成し、フラップ１６３はビーム１５４の側面部１６１に当接している。ビ ーム１５２は、翼部１６４が切欠き部１５８内に十分に収容されるようにして、 ビーム１５４上に嵌め込まれる。フラップ１５３および１６３を介して側面部１ ６１に留め具１６５を打ち込むことができる。 図１８および図１９は、一方のビームの端部を他方のビームの頂部に取り付け るための他のジョイントを示している。このジョイントは、２つのビームの翼部 が当接しない点で図１７のジョイントと異なっている。その代 わりとして、ビーム１７０が連結されるビームの翼部が、スロット１７４に挿入 される。スロット１７４は、ビームの端部から長手方向に側面部１７０を切り込 み、スロット１７４の角部を折り返してフラップ１７６および１７８を形成する ことによって形成される。フラップ１７６および１７８は、図２に示すような基 本的なビームの三角形の断面に対応する寸法の三角形の開口部を形成するために 折り返される。ビーム１７０が取り付けられるビーム上にジョイントが嵌め込ま れると、ビーム間の接合を強めるために、フラップ１７６および１７８を介して 隣接するビームの側面部に（図示しない）留め具を打ち込むことができる。 図２０および図２１は、長さを延長したビームを有する構造物に強度を加える ために使用できる支持ブレース１８０を示している。ブレース１８０は、ビーム １８４および１８６を覆うＬ字形の端部１８２を有する金属ストリップであり、 ビームの端部間のほぼ中央で各々のビームに固定される。図２０はフレームの一 部を示し、このフレームでは、本発明のビームは、図９に示されるようなエンド ジョイント１９２によって基部において２×４木製スタッド１８８に取り付けら れる縦に延びる部分（ビーム１８４および１８６）を提供している。ビームの頂 部には、図１７に示されるようなエンドジョイント１９４によって取り付けられ る第３の金属ビーム１９０が取り付けられる。 本発明の実施例では、ビームの三角形部１０の基部の幅は、ツー・バイ・フォ ー・スタッドの幅と同じであり、壁板、合板、屋根ぶき材のようなスタッドのエ ッジから支持する必要があるものをビーム２によって同様に支持することができ る。同様に、木製スタッドとともに使用するために特殊な接合具を上述したが、 本発明のビームをそのスタッドに代えることができる。支持される材料を取り付 けるために三角形部３のいずれの側面部からも釘又は他の留め具を打ち込むこと ができる。また、他の建設資材を翼部４および６の間でビームに挿入することも できる。例えば、釘を打ち込むための木材面を提供するために三角形部を広げる ことによって、ツー・バイ・フォー・スタッドを挿入することができる。同様に 、プラスチックの建設資材又は複合建設資材をビームに挿入することもできる。 典型的な２×４の寸法よりも大きいビーム又は小さいビームなど種々の大きさの ビームを使用できる。 図２５に示されるビームの組み合わせは、２×４木製スタッド（又は他の標準 的な木製構造ビーム）に代わるものであり、他の建設資材を直接取り付けられる 特徴を有している。この「金属２×４」は、２つの対称的に曲げられた三角形の ビーム２２０および２２２から形成される。これらのビーム２２０および２２２ は、他の建設資材を支持するために留め具を打ち込むことができる２×４木製ス タッドの２インチのエッジに適合できる平坦 面２２６を形成するために、頂点から延びる脚部２２１および２２３を有する。 ２つのビーム２２０および２２２は、溶接又は他の固定手段（溶接の場合が示さ れているが参照符号はない）により各々のビームの内側の翼部２３０に取り付け られた略Ｌ字形の接合具２２８によって互いに連結される。ビームのより広い側 面に建設資材を取り付けるために、２つの三角形部の基部２３２および２３４を 介して留め具を打ち込むことができる。この「金属２×４」の使用例として、図 １０に示される木製スタッド８４を置き換えて使用することができる。「金属２ ×４」の脚部２２１は、留め具によって延長部７７に取り付けられ、エンドタブ ８２を介して基部２３２にねじが打ち込まれる。 ビームおよび様々なブラケットを作る材料は、建設計画の要求に適合するよう にすることができる。２４ゲージから８ゲージの範囲の冷間成形鋼を使用するこ とができ、また、アルミニウム、チタンおよび多数の合金鋼などの他の金属も使 用することができる。最も一般的な建設目的のためには、材料として鋼を選択す るのが適当である。 上述したブラケットは、ビームの端部に設けられるアングルカットを設けるこ となく建造物を作るために必要な実際のどのような角度にも形成できる。これは 、建設作業員の訓練レベルがアングルカットがしばしば誤差源となるような場合 に特に重要である。 本発明のビーム、ブラケットおよび組立て方法は、伝統的なツー・バイ・フォ ーを組み立てるスタッド、ドアおよび窓の小口、および伝統的に木材の骨組みが 使用される他の応用技術の幾つかに代用することができる。実際のＩビームは、 長いガセットを使用して２つのビームをそれらの全長にわたって互いに連結する ことによって形成することができ、本発明のシステムを従来の金属の骨組みに代 用することができる。軽量鋼ビームシステムは、製造費用が安く、伝統的な木製 建造物と同様に組立て易く且つ取扱いも容易である。木材の代用として鋼ビーム を使用することにより、建設業に重大な衝撃を与えていた問題に取り組み、高品 質の環境的に安全な材料を提供することができる。さらに、鋼ビームは、虫害や 木材の腐朽とは関係ないので、木材建造物の問題の多くは生じない。 上述していないが明らかに本発明の範囲内にある他の具体例があることは明ら かである。従って、上記の説明および図面は、典型的な例を示したにすぎず、本 発明の範囲は添付した請求の範囲のみによって制限されるべきである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (31)優先権主張番号 ０８／１９０，６４３ (32)優先日 1994年２月２日 (33)優先権主張国 米国（ＵＳ） (81)指定国 ＥＰ(ＡＴ，ＢＥ，ＣＨ，ＤＥ， ＤＫ，ＥＳ，ＦＲ，ＧＢ，ＧＲ，ＩＥ，ＩＴ，ＬＵ，Ｍ Ｃ，ＮＬ，ＰＴ，ＳＥ)，ＯＡ(ＢＦ，ＢＪ，ＣＦ，ＣＧ ，ＣＩ，ＣＭ，ＧＡ，ＧＮ，ＭＬ，ＭＲ，ＮＥ，ＳＮ， ＴＤ，ＴＧ)，ＡＵ，ＢＢ，ＢＧ，ＢＲ，ＢＹ，ＣＡ， ＣＮ，ＣＺ，ＦＩ，ＨＵ，ＪＰ，ＫＰ，ＫＲ，ＫＺ，Ｌ Ｋ，ＭＧ，ＭＮ，ＭＷ，ＮＯ，ＮＺ，ＰＬ，ＲＯ，ＲＵ ，ＳＤ，ＳＫ，ＵＡ，ＶＮ 【要約の続き】

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．複数のビームと、前記複数のビームの少なくとも１つのビームを建設資材に 連結する複数の連結手段と、前記連結手段を前記建設資材に固定する複数の固定 手段とからなり、 前記複数のビームの各々が、４つの平行なラインに沿って長手方向に曲げられ て基部と２つの側面部と２つの翼部を有する三角形の断面を形成する１片の金属 薄板からなり、１つの翼部が各々の側面部に対応して前記三角形の断面の頂点か ら延びるとともに、前記各々のビームがビーム内面とビーム外面を有し、 前記複数の連結手段の各々が、前記少なくとも１つのビームに当接し得る１片 の金属薄板からなることを特徴とする、軽量金属建築システム。 ２．前記複数の連結手段が複数のエンドジョイントからなり、各々のエンドジョ イントが、前記複数のビームの第１のビームの端部に形成されるとともに、前記 建設資材の外面の少なくとも一部に適合する連結用開口部を形成するために少な くとも１つの長手方向の切欠き部を有し、前記各々のエンドジョイントが、前記 建設資材の前記外面の前記一部が少なくとも部分的に前記連結用開口部内に収納 されるように、前記建設資材の前記外面に当接することを特徴とする、請求項１ に記載の軽量金属建築システム。 ３．前記建設資材が前記複数のビームの第２のビームであり、前記エンドジョイ ントが前記第１のビームの前記基部内の長手方向の切欠き部からなり、前記２つ の側面部と前記２つの翼部が前記頂点から外側に曲げられて前記第２のビームの 前記ビーム外面の第１の部分に適合し、前記第１の部分が前記第２のビームの前 記２つの側面部とそれらの対応する２つの翼部とからなることを特徴とする、請 求項２に記載の軽量金属建築システム。 ４．前記建設資材が前記複数のビームの第２のビームであり、前記エンドジョイ ントが前記第１のビームの前記基部と前記２つの側面部との間の各々の角部に沿 って延びる長手方向の切欠き部からなり、前記２つの側面部が前記頂点から外側 に曲げられて前記第２のビームの前記外面の第１の部分に適合し、前記第１の部 分が前記第２のビームの基部と前記２つの側面部の一方の側面部とからなること を特徴とする、請求項２に記載の軽量金属建築システム。 ５．前記建設資材が第２のビームであり、前記エンドジョイントが前記第１のビ ームの前記２つの側面部の各々に形成された長手方向の切欠き部からなり、前記 ２つの側面部が前記長手方向の切欠き部から離れるように曲げられて前記第２の ビームの前記外面の前記第１の部分に適合し、前記第１の部分が前記第２のビー ムの前記２つの側面部とそれらの対応する２つの翼部とからなることを特徴とす る、請求項２に記載の軽量金属建築システム。 ６．前記建設資材が木製スタッドからなり、前記エンドジョイントが、前記基部 と前記２つの側面部との間の各々の角部に沿って延びる長手方向の切欠き部と、 前記第１のビームの各々の側面部とそれらの対応する２つの翼部の一部を除去す るために前記第１のビームの前記２つの側面部と前記２つの翼部を横切って延び る横方向の切欠き部とからなることを特徴とする、請求項２に記載の軽量金属建 築システム。 ７．前記基部が、前記木製スタッドの寸法にほぼ対応する前記横方向の切欠き部 からの間隔で９０°の角度だけ横方向に曲げられることを特徴とする、請求項６ に記載の軽量金属建築システム。 ８．前記建設資材が、一対の対称に形成されたビームをＬ字形接合具に連結する ことによって形成された金属２×４からなり、前記エンドジョイントが、前記基 部と前記２つの側面部との間の各々の角部に沿って延びる長手方向の切欠き部と 、前記第１のビームの各々の側面部とその対応する翼部の一部を除去するために 前記第１のビームの前記２つの側面部と前記２つの翼部を横切って延びる横方向 の切欠き部とからなることを特徴とする、請求項２に記載の軽量金属建築システ ム。 ９．前記複数の連結手段が、前記ビームの少なくとも１つを建設資材に連結する 複数のブラケットからなり、 各々のブラケットが金属薄板のストリップからなり、前記ストリップが、前記 ビーム外面の少なくとも一部に 前記ストリップを適合させるための少なくとも１つの横方向の屈曲部と、前記建 設資材の外面の一部に当接する少なくとも１つの延長部とを有することを特徴と する、請求項１に記載の軽量金属建築システム。 １０．前記複数の連結手段が複数のブラケットからなり、各々のブラケットが前 記ストリップの各々の端部に１つの横方向の屈曲部を有することを特徴とする、 請求項９に記載の軽量金属建築システム。 １１．前記複数の連結手段が複数のブラケットからなり、各々のブラケットが前 記ストリップを前記ビーム外面の前記一部に適合させるために３つの横方向の屈 曲部を有することを特徴とする、請求項９に記載の軽量金属建築システム。 １２．前記複数の連結手段が複数のブラケットからなり、各々のブラケットが２ つの長い延長部を有し、これらの延長部の間に前記建設資材の幅を確保する空間 が形成されたことを特徴とする、請求項１１に記載の軽量金属建築システム。 １３．前記複数の連結手段が複数のガセットからなり、各々のガセットが複数の エッジを有する１片の平坦な金属薄板からなり、少なくとも１つのエッジが前記 ビームの前記２つの翼部の間に挿入されることを特徴とする、請求項１に記載の 軽量金属建築システム。 １４．前記複数の連結手段が複数の三角形の入れ子式接合具からなり、各々の三 角形の入れ子式接合具が前記複 数のビームのうちの２つのビームの端部間を連結することを特徴とする、請求項 １に記載の軽量金属建築システム。 １５．前記三角形の入れ子式接合具が所定の角度で曲げられていることを特徴と する、請求項１４に記載の軽量金属建築システム。 １６．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、翼部片 を形成するために前記複数の翼部の１つを横切る一対の横方向の切欠き部からな り、前記翼部片が前記翼部の他方を横切って曲げられることを特徴とする、請求 項１に記載の軽量金属建築システム。 １７．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、前記翼 部の１つに舌部を形成するために前記翼部の各々に形成された一対の略Ｕ字形の 切欠き部からなり、前記舌部が前記翼部の他方に形成された略Ｕ字形の切欠き部 を介して押圧され、前記翼部の他方の外面を横切って曲げられることを特徴とす る、請求項１に記載の軽量金属建築システム。 １８．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、前記三 角形の断面の基部および側面部に形成された複数の長手方向の溝部からなること を特徴とする、請求項１に記載の軽量金属建築システム。 １９．複数のビームと、複数のエンドジョイントと、複数のブラケットと、複数 のガセットと、複数の固定手段とからなり、 前記複数のビームの各々が、４つの平行なラインに沿って長手方向に曲げられ て基部と２つの側面部と２つの翼部を有する三角形の断面を形成する１片の金属 薄板からなり、１つの翼部が各々の側面部に対応して前記三角形の断面の頂点か ら延びるとともに、前記ビームがビーム内面とビーム外面を有し、 前記複数のエンドジョイントの各々が、第１の建設資材の外面の少なくとも一 部に適合する連結用開口部を形成するために、前記複数のビームの第１のビーム の端部に少なくとも１つの長手方向の切欠き部が形成された１片の金属薄板から なり、前記建設資材の前記外面の前記一部が少なくとも部分的に前記連結用開口 部内に収納されるように、前記エンドジョイントが前記第１の建設資材の前記外 面に当接し、 前記複数のブラケットが前記ビームの少なくとも１つを第２の建設資材に連結 するブラケットであり、各々のブラケットが金属薄板のストリップからなり、前 記ストリップが、前記ビーム外面の少なくとも一部に前記ストリップを適合させ るための少なくとも１つの横方向の屈曲部と、前記建設資材の外面の一部に当接 する少なくとも１つの延長部を有し、 前記複数のガセットの各々が複数のエッジを有する１片の平坦な金属薄板から なり、少なくとも１つのエッジが前記ビームの前記２つの翼部の間に挿入され、 前記複数の固定手段が、前記エンドジョイントと前記 ブラケットと前記ガセットを前記建設資材および前記ビームに固定する固定手段 であることを特徴とする、軽量金属のフレームおよびトラスシステム。 ２０．複数の三角形の入れ子式接合具を有し、各々の三角形の入れ子式接合具が 前記複数のビームのうちの２つのビームの端部間を連結することを特徴とする、 請求項１９に記載の軽量金属のフレームおよびトラスシステム。 ２１．前記三角形の入れ子式接合具が所定の角度で曲げられていることを特徴と する、請求項２０に記載の軽量金属建築システム。 ２２．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、翼部片 を形成するために前記翼部の１つを横切る一対の横方向の切欠き部からなり、前 記翼部片が前記翼部の他方を横切って曲げられることを特徴とする、請求項１９ に記載の軽量金属のフレームおよびトラスシステム。 ２３．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、前記翼 部の１つに舌部を形成するために前記翼部の各々に形成された一対の略Ｕ字形の 切欠き部からなり、前記舌部が前記翼部の他方に形成された略Ｕ字形の切欠き部 を介して押圧され、前記翼部の他方の外面を横切って曲げられることを特徴とす る、請求項１９に記載の軽量金属のフレームおよびトラスシステム。 ２４．長く延伸するビームを補強する補強手段を有し、前記補強手段が、前記三 角形の断面の基部および側面部 に形成された複数の長手方向の溝部からなることを特徴とする、請求項１９に記 載の軽量金属のフレームおよびトラスシステム。